油田含聚廢水處理現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化試驗(yàn)

萬用波

（北京礦冶科技集團(tuán)有限公司， 北京 100160）

引言

聚合物驅(qū)油技術(shù)的廣泛應(yīng)用形成了大量含聚合物的采出水，其中殘留的聚丙烯酰胺導(dǎo)致污水黏度大、油珠聚攏時(shí)間長(zhǎng)、上浮速度較慢[1]，嚴(yán)重影響了油水分離效果。本次處理現(xiàn)場(chǎng)的含聚廢水經(jīng)某油田污水站含油污水油水分離后，其油含量仍高達(dá)1 380 mg/L。另外，聚丙烯酰胺在施工過程中逐步降解成小分子量的聚合物，導(dǎo)致含聚廢水的表觀黏度穩(wěn)定保持在2～5 MPa·s，直接影響后續(xù)水處理過濾設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)注水井地層造成持久性傷害。以室內(nèi)燒杯試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，利用北京礦冶科技集團(tuán)研制的撬裝式油田作業(yè)廢水處理裝置，在某油田污水站開展含聚廢水現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)化試驗(yàn)，驗(yàn)證含聚廢水處理工藝的穩(wěn)定性及處理設(shè)備適應(yīng)性，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

1.1 主工藝流程（見圖1）

圖1 撬裝式油田含聚廢水處理工藝流程

1.2 設(shè)備情況

采用撬裝式油田作業(yè)廢水處理裝置開展此次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（如圖2所示），該套處理裝置包含脫穩(wěn)除油撬、復(fù)合反應(yīng)撬、液添撬、固液分離撬、水質(zhì)凈化撬（含水質(zhì)調(diào)節(jié)及精細(xì)過濾）和輔助撬。裝置處理能力為20 m3/h，占地面積160 m2，裝機(jī)功率125 kW。

圖2 撬裝式油田含聚廢水處理現(xiàn)場(chǎng)

1.3 設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)情況

處理對(duì)象是某油田污水站油水自然沉降分離后的含聚廢水[2]。試驗(yàn)開始后，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5523-2006《油田水分析方法》，聚合物濃度采用淀粉-碘化鎘法，每天對(duì)設(shè)備進(jìn)口水質(zhì)的主要參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 含聚廢水處理情況匯總

設(shè)備到場(chǎng)安裝完成后，按照實(shí)驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)確定的處理工藝及藥劑投加量在現(xiàn)場(chǎng)開展工藝及設(shè)備調(diào)試，并對(duì)部分藥劑投加量進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，調(diào)試結(jié)束后，正式開展含聚廢水連續(xù)處理試驗(yàn)，處理能力為20 m3/h，每天連續(xù)運(yùn)行8 h，連續(xù)處理7 d，每天分別對(duì)設(shè)備進(jìn)水及過濾器出水進(jìn)行取樣，并及時(shí)送油田化驗(yàn)單位檢測(cè)懸浮物、粒徑中值、有含量、黏度及聚合物濃度，水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出水主要水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

對(duì)比上述處理前后數(shù)據(jù)可以看出，各項(xiàng)主要水質(zhì)指標(biāo)已達(dá)到了油田回注水水質(zhì)要求，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。經(jīng)計(jì)算，上述試驗(yàn)過程中，懸浮物平均去除率是98.7%、有含量平均去除率是98.9%、含聚濃度平均去除率是92.5%。

2.2 藥劑用量匯總

試驗(yàn)采用脫穩(wěn)劑PD-1、氧化劑COP-3、絮凝劑PAC、助凝劑HPAM及水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TJ-1共5種水處理劑，正式試驗(yàn)期間，每天對(duì)各藥劑消耗量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，核算含聚廢水處理的藥劑成本，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3 含聚廢水處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間藥劑使用情況統(tǒng)計(jì)表

2.3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

依據(jù)表3的藥劑使用量，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)每日處理量（見表4），測(cè)算含聚廢水處理的直接藥劑成本，測(cè)算結(jié)果見表5。

表4 含聚廢水處理日處理量統(tǒng)計(jì)

表5 含聚廢水處理藥劑成本測(cè)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)藥劑實(shí)際使用情況，核算出含聚廢水處理的藥劑成本是18.51元/m3，但上述費(fèi)用的測(cè)算結(jié)果只針對(duì)本次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)際生產(chǎn)中的藥劑成本會(huì)隨著水處理藥劑的價(jià)格及含聚廢水水質(zhì)波動(dòng)發(fā)生相應(yīng)的改變。

3 結(jié)論

利用現(xiàn)有橇裝式油田作業(yè)廢水處理裝置，對(duì)某油田含聚廢水進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)處理試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)期間處理前后的水質(zhì)進(jìn)行了全面的分析，試驗(yàn)驗(yàn)證了“脫穩(wěn)除油+氧化+絮凝沉淀+水質(zhì)調(diào)節(jié)+精細(xì)過濾”工藝對(duì)含聚廢水處理的穩(wěn)定性，處理后出水可直接回注至底層，并檢驗(yàn)了橇裝式油田作業(yè)廢水處理裝置對(duì)于含聚廢水處理的適應(yīng)性，經(jīng)連續(xù)處理試驗(yàn)，該套處理裝置運(yùn)行正常，過濾器反洗頻率屬于正常范圍。

試驗(yàn)還評(píng)價(jià)了含聚廢水處理工藝的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)測(cè)算，采用上述處理工藝，將含聚廢水處理至SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》A3回注標(biāo)準(zhǔn)[3]，直接藥劑成本是18.51元/m3。